EXIF在嵌入式系統文件回放功能中的應用

王 洋，張洪濤

（1武漢船舶職業技術學院船舶與海洋工程學院，湖北 武漢430050；2湖北工業大學電氣與電子工程學院，湖北 武漢430068）

在手持類設備中，經常需要讀取內置／外置SD卡中存放的圖片文件，并將讀取的文件在屏幕上以文件列表的形式顯示出來，即文件回放功能。比如手機相冊中的圖片預覽功能、或者視頻文件的回放功能等。在實際開發測試中，經常會有一個突出矛盾，當SD卡中存放的文件過多時，限于CPU的主頻，文件回放速度會很慢。

可變換圖像文件的英文縮寫是EXIF（Exchangeable image file format），它是存儲JPEG 圖片的標準，最初是由日本電子工業發展協會（JEITA）制定。大多數的數碼相機廠商都已經采用EXIF的標準，EXIF格式簡單說，就是在JPEG格式上加上拍攝時的常見參數，比如焦距、白平衡、拍攝時間等數據以及相機品牌、拍攝時錄制的聲音以及GPS數據和縮略圖等［1］。

1 方案論證

經過代碼分析，可以知道在QT中實現文件回放的思路首先是通過指定的路徑查找圖片，然后按照圖片的分辨率（比如640×480）逐行逐列讀取文件，此時如果圖片分辯率較大，則讀取的數據量將相應變大，使得在同等硬件條件下讀取速度變慢，即預覽的效果會變差，比如手機相冊翻頁或者進入手機相冊時等待時間變長。

假如文件回放時只是讀取縮略圖數據，因為縮略圖的大小和原圖相比將會成倍數變小，比如原圖大小為640×480，而縮略圖為160×120。此時根據推測，讀取速度將會大大提升。而在PC機中，圖片文件的預覽都是通過縮略圖來顯示的。故采用在EXIF中插入圖片的縮略圖方法，對嵌入式系統的文件預覽進行驗證。

在實際應用中，使用一款手持類攝像儀來驗證方案是否可行。

2 系統資源

該攝像儀系統核心板DM365板采用TI達芬奇（DaVinci）TMS320DM365芯片，該芯片具有雙核視頻 處理引 擎 （HDVICP、MJCP），128MB 32－bit DDR2內存，接口豐富（支持包括SD卡、SM 卡、MMC卡等），音視頻處理能力比較優秀［2］。該平臺在音視頻領域應用廣泛，因此實驗結果有一定指導價值。

MMC／SD卡是日本松下、東芝及美國SanDisk公司于1999年8月共同研制的新一代記憶卡。本系統采用Sandisk的4G內存卡，DM365主要通過自帶的SPI接口與SD卡進行數據讀寫。

該系統的軟件系統采用Linux內核2.6版本，該版本對SD卡的驅動支持已經比較完善。該系統SD卡的軟件框架見圖1，整個框架中最重要的部分是Core核心層，它提供一系列的接口函數，對上將主機驅動注冊到系統，對下支持主機控制器控制方法及塊設備請求。本文主要介紹用戶空間部分即文件系統的應用。

圖1 Linux SD卡驅動代碼框架圖

3 軟件實現

系統中SD卡的文件系統采用FAT32格式，目前在嵌入式操作系統linux2.6.32中已支持大于4 G容量的SD卡，為了保證測試結果的穩定性，在此采用的SD卡容量為4G。加載內核前，首先運行make menuconfig，在linux內核編譯選項中勾選對SD／MMC接口的支持。配置選項見圖2。接著將編譯后的內核燒寫到機器。

當插入SD卡后，機器會識別加載的設備，輸入cat／proc／device，查看塊設備信息，然后發現 mmc的設備，接著創建設備節點 mknod／dev／mmc b 254 0。最后掛載SD卡。

圖2 Linux2.6.32內核配置選項

應用前要在機器中安裝jhead開源軟件，jhead是處理照片exif信息的命令行工具，因為機器操作系統為linux，而jhead是跨平臺工具，可以直接應用。所使用的手持類設備拍攝的圖片是jpg格式圖片x.jpg，初始狀態沒有exif，故而首先通過jhead–mkexifx.jpg命令生成帶有exif頭的jpg圖片X.jpg，原圖大小為640×480像素，然后采用命令jhead–rtx.jpg XXX.jpg將160×120像素的縮略圖XXX.jpg嵌入到exif頭中。采用以上步驟實現文件回放圖片的處理工作。

如果用戶此時需要進入機器的文件回放功能，就要使用QT來讀取exif中的縮略圖來實現文件回放功能。QT中具有能將縮略圖提取成QImage的類JpegThumbnailFetcher。該類提供了fetchThumbnail方法，返回值為QImage類型的縮略圖，將生成的QImage類型的圖片在Qlabel類中加載顯示。改進后文件回放模塊的軟件流程見圖3。

圖3 文件回放功能軟件流程圖

4 結果測試

為了對比采用新方法對于文件回放速度的改善效果，拿出兩種同型號手持設備，SD卡中存儲的圖片數量大小相同，在這里將4G卡存滿圖片后再讓機器讀取。分別采用兩種文件回放策略，一種為回放方式讀取原圖（分辨率640×480），另一種為本文所述直接讀取縮略圖（分辨率160×120）。拍攝100張圖片，觀察切換進入文件回放模式的時間。經過測試，發現回放速度得到較大提升，如果文件回放時一頁同時顯示20張圖片，那么顯示時間減少1～2s。

5 總結

目前手持類視頻圖像設備正在大量普及，比如手機、攝像機等設備。隨著內／外存存儲容量的提升，存儲的圖像視頻數量將會日益增多，作為提高文件回放速度的技術方法，該方法實現簡單，不需要額外增加硬件資源，效果明顯，具有工程應用價值。

［1］ 許 剛，董士崇 .EXIF格式淺析及讀取［J］.電腦開發與應用，2008，18（03）：39－41.

［2］ 張晨鸝.基于DM365的音視頻服務器的設計［D］.武漢：武漢理工大學，2010.